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蔡益燕
中國建筑標準設計研究院
前言
現代鋼結構的抗震設計概念，是將某些構件設計成結構的保險絲，在構造上進行專門處理，使它們在大震時屈服耗能，而結構的其余部分在設計地震作用下處于彈性狀態。這些耗能構件位置的選擇，是破壞時可以修復或更換，而結構的其余部分不需修理。這樣，在大震后，結構可以用較小的代價很快修復，重新投入使用。
這種概念最初用于偏心支撐框架，其中的耗能梁段就是這種保險絲。最近十年的研究和工程實踐表明，防屈曲支撐（又稱無粘結支撐）是更好的結構保險絲。防屈曲支撐，簡單說來，是在支撐外面加套鋼管，使支撐受壓時不致屈曲，而在支撐芯材與套管之間設置無粘結材料，使低屈服點制成的芯材在拉、壓力作用下可以自由伸長或縮短。這種支撐在大震后不但更容易修復和更換，它且它可以調整結構內力，使結構的其余部分內力明顯減小（圖1），從而使修復付出的代價更小，做到“大震可修”而不是“大震不倒”，使結構的抗震性能顯著提高。目前，日本已有200多幢房屋采用了這種支撐，美國有十余幢采用了，我國中關村也有一幢11層的辦公樓采用了這種結構體系。